(57)【要約】【課題】永久磁石および機構部などの異常に起因する誤動作を防止できる電磁操作機構を提供する。【解決手段】電磁操作機構は、軸方向に往復運動可能な可動子と、可動子の側面および可動子の両端面に相対する面を有する継鉄と、可動子の側面または可動子の側面に相対する継鉄の面に固着した永久磁石と、を備え、永久磁石から継鉄を介し、可動子の一方の端面を経由して可動子に至る第１の磁気回路および永久磁石から継鉄を介し、可動子の他方の端面を経由して可動子に至る第２の磁気回路が構成される電磁操作機構において、継鉄内、または継鉄に近接する位置のうち、可動子の位置の変動に対する磁束の変動の依存性が異なる位置の少なくとも２箇所に備えられ、第１または第２の磁気回路の少なくともいずれか一方における磁束密度を検出することにより、可動子の少なくとも一方の端面と継鉄との隙間を通過する磁束を評価する磁束監視用素子と、を有する。【選択図】図１
2006004902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸を有し、軸方向に往復運動可能な可動子と、
上記軸方向に平行な上記可動子の側面および上記軸方向の上記可動子の両端面に相対する面を有する継鉄と、
上記軸方向に平行な上記可動子の側面または上記可動子の側面に相対する上記継鉄の面に固着した永久磁石と、
を備え、
上記永久磁石から上記継鉄を介し、上記可動子の一方の端面を経由して上記可動子に至る第１の磁気回路および上記永久磁石から上記継鉄を介し、上記可動子の他方の端面を経由して上記可動子に至る第２の磁気回路が構成される電磁操作機構において、
上記継鉄内、または上記継鉄に近接する位置のうち、上記可動子の位置の変動に対する磁束の変動の依存性が異なる位置の少なくとも２箇所に備えられ、上記第１または第２の磁気回路の少なくともいずれか一方における磁束密度を検出することにより、上記可動子の少なくとも一方の端面と上記継鉄との隙間を通過する磁束を評価する磁束監視用素子と、
を有することを特徴とする電磁操作機構。
【請求項２】
上記継鉄は、上記第１または第２の磁気回路上に磁束監視孔が設けられ、
一の上記磁束監視用素子は、上記磁束監視孔に挿入され、上記磁束監視孔の磁束密度を検出し、他の上記磁束監視用素子は、上記継鉄の上記可動子の端面に相対する面に近接する空間に配置され、上記空間の磁束密度を検出することを特徴する請求項１に記載する電磁操作機構。
【請求項３】
上記継鉄は、上記第１および第２の磁気回路上にそれぞれ少なくとも１つの磁束監視孔が設けられ、
上記磁束監視用素子は、それぞれ、個々に上記磁束監視孔に挿入され、上記磁束監視孔の磁束密度を検出することを特徴とする請求項１に記載する電磁操作機構。
【請求項４】
２つの上記磁束監視用素子は、上記第１または第２の磁気回路上、かつ上記継鉄の上記可動子の端面に相対する面に近接する空間に配置されることを特徴とする請求項１に記載する電磁操作機構。
【請求項５】
上記磁束密度の異常の有無を監視する磁束監視機構を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載する電磁操作機構。
【請求項６】
上記磁束監視機構は、いずれか２つの上記磁束監視用素子で検出された磁束密度の比の演算値を監視することを特徴とする請求項５に記載する電磁操作機構。
【請求項７】
上記磁束監視機構は、
検出した上記磁束密度の時間変化率を算出する磁束変化率算出手段と、
算出した上記磁束密度の時間変化率から上記可動子の移動速度を算出する可動子移動速度算出手段と、
算出した上記可動子の移動速度があらかじめ設定する所定値より小さいとき異常と判定する判定手段と、
を有することを特徴とする請求項５または６に記載する電磁操作機構。
【請求項８】
上記磁束監視機構は、
検出した上記磁束密度が、あらかじめ下限値として設定する閾値より小さい、またはあらかじめ上限値として設定する閾値より大きいとき異常と判定する磁束異常判定手段と、
上記異常と判定したとき警報を出す警報手段と、
を有することを特徴とする請求項５または６に記載する電磁操作機構。
【請求項９】
上記磁束監視機構は、
いずれか２つの上記磁束密度から上記可動子の端面と上記継鉄との隙間の長さ、上記永久磁石の起磁力または上記電磁操作機構の温度上昇値の少なくともいずれか１つを求めて、記憶する算出記憶手段と、
一方の上記磁束密度が、あらかじめ下限値として設定する閾値より小さい、またはあらかじめ上限値として設定する閾値より大きいとき異常と判定する磁束異常判定手段と、
上記異常と判定されたときに、上記隙間の長さがあらかじめ設定する隙間閾値より大きいとき隙間異常、上記起磁力があらかじめ設定する起磁力閾値より小さいとき起磁力劣化または上記温度上昇値があらかじめ設定する上昇幅閾値より大きいとき温度上昇が上記異常の原因であると判定する異常原因判定手段と、
上記異常と判定されたとき磁束異常警報、上記隙間異常が原因と判定されたとき隙間異常警報、上記起磁力劣化が原因と判定されたとき経時劣化警報または上記温度上昇が原因と判定されたとき温度上昇警報を発する警報手段と、
を有することを特徴とする請求項５または６に記載する電磁操作機構。
【請求項１０】
上記磁束監視機構は、
上記可動子の端面と上記継鉄との隙間の長さおよび上記永久磁石の起磁力と２つの上記磁束密度との予め求められた関係を記憶する算出記憶手段と、
一方の検出した上記磁束密度があらかじめ下限値として設定された閾値より小さい、またはあらかじめ上限値として設定された閾値より大きいとき異常と判定する磁束異常判定手段と、
上記異常と判定されたときに、検出した２つの上記磁束密度と上記関係とから上記異常が隙間長さの異常または上記起磁力の劣化の少なくともいずれか１つの原因に起因すると判定する異常原因判定手段と、
上記異常と判定されたとき磁束異常警報、上記隙間長さの異常が原因と判定されたとき隙間異常警報または上記起磁力の劣化が原因と判定されたとき経時劣化警報を発する警報手段と、
を有することを特徴とする請求項５または６に記載する電磁操作機構。
【請求項１１】
上記磁束監視機構は、常時磁束の状態を監視することを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか一項に記載する電磁操作機構。
【請求項１２】
上記可動子の軸方向の両端部にそれぞれ同軸状に配置されたコイルと、
上記コイルに微弱電流を印加し、上記コイルが断線したとき発生する上記コイルの端子間電圧の変化を検知する断線検出手段と、
を有することを特徴とする請求項１乃至５に記載する電磁操作機構。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の電磁操作機構を備えたことを特徴とする電力用開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２つの位置で可動子を安定に保持することのできる電磁操作機構およびそれを使用する電力用開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電力用開閉装置の電磁操作機構は、収容部を囲んだ額縁状の縁を有する継鉄と、継鉄の縁から収容部に向かって突出し、隙間を配して相対する磁極と、収容部に収容し、直線運動可能に支持され、相対する磁極の間に配設された直方体状の可動子と、磁極との間にわずかな隙間を配して可動子に固着した永久磁石と、可動子の移動方向に向かった可動子の両端部にそれぞれ同軸状に略外接する角形の内周部を有する２個の角形環状の励磁コイルと、可動子の移動方向に向かった両端部に連結され、継鉄に備えられた軸受により直線移動可能に支持された可動軸とを有している。
【０００３】
永久磁石は、可動子の移動方向に垂直な方向に磁界を有している。永久磁石の起磁力により、可動子は、可動子の移動方向の一方の端部が継鉄に近接した第１の位置と、可動子の他端部が継鉄に近接した第２の位置とにおいて安定した状態で保持される。このようにして、可動子は２つの安定な位置間を往復駆動し、上記可動子は、可動軸を介して連結した真空バルブ内の可動接点を往復駆動し、真空バルブを開閉する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】独国特許第４３０４９２１号明細書（第３欄、第４欄及び図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電磁操作装置において、可動子は、永久磁石が作る磁束によって、開極と閉極のそれぞれの２つの位置で安定点を持ち、可動軸でつながった接点をそれぞれの位置で保持している。通電時の電極接点の反発力に対抗して、可動接点を固定接点に保持するために、可動子と継鉄との吸引力は、数百〜数千Ｎの荷重が必要である。しかし、その吸引力が低下すると接点の保持力は維持できなくなる。永久磁石が温度または経年変化によって性能が変動したとき、また機構部に異常が発生し所定の位置まで可動子が動かないとき、継鉄と可動子との間の磁束は減少する。その結果、吸引力が低下し、可動接点は誤作動するという問題があった。
【０００６】
また、このような性能変化に対応するため、初期値に尤度を持った設計をすることが多いが、操作に必要なエネルギーの増大を招き、各構成部材に大きな負荷がかかるという問題点もあった。
【０００７】
この発明の目的は、永久磁石および機構部などの異常に起因する誤動作を防止できる電磁操作機構およびそれを用いた電力用開閉装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係わる電磁操作機構は、軸を有し、軸方向に往復運動可能な可動子と、上記軸方向に平行な上記可動子の側面および上記軸方向の上記可動子の両端面に相対する面を有する継鉄と、上記軸方向に平行な上記可動子の側面または上記可動子の側面に相対する上記継鉄の面に固着した永久磁石と、を備え、上記永久磁石から上記継鉄を介し、上記可動子の一方の端面を経由して上記可動子に至る第１の磁気回路および上記永久磁石から上記継鉄を介し、上記可動子の他方の端面を経由して上記可動子に至る第２の磁気回路が構成される電磁操作機構において、上記継鉄内、または上記継鉄に近接する位置のうち、上記可動子の位置の変動に対する磁束の変動の依存性が異なる位置の少なくとも２箇所に備えられ、上記第１または第２の磁気回路の少なくともいずれか一方における磁束密度を検出することにより、上記可動子の少なくとも一方の端面と上記継鉄との隙間を通過する磁束を評価する磁束監視用素子と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係わる電磁操作機構の効果は、軸を有し、軸方向に往復運動可能な可動子と、上記軸方向に平行な上記可動子の側面および上記軸方向の上記可動子の両端面に相対する面を有する継鉄と、上記軸方向に平行な上記可動子の側面または上記可動子の側面に相対する上記継鉄の面に固着した永久磁石と、を備え、上記永久磁石から上記継鉄を介し、上記可動子の一方の端面を経由して上記可動子に至る第１の磁気回路および上記永久磁石から上記継鉄を介し、上記可動子の他方の端面を経由して上記可動子に至る第２の磁気回路が構成される電磁操作機構において、上記継鉄内、または上記継鉄に近接するように配置され、上記第１または第２の磁気回路の少なくともいずれか一方における磁束密度を検出することにより、上記可動子の少なくとも一方の端面と上記継鉄との隙間を通過する磁束を評価する磁束監視用素子と、を有するので、永久磁石および機構部などの異常に起因する可動子の異なる位置への誤移動を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる電磁操作機構の構成を示す図である。図２（ａ）、図２（ｂ）は、実施の形態１の電磁操作機構を用いた電力用開閉装置の断面図を示す。図３は、実施の形態１の電磁操作機構の動作を説明するための説明図である。図１において、機構部分は断面図で示してある。
【００１１】
図１は、電磁操作機構１Ａの閉極状態を示す図である。電磁操作機構１Ａは、角柱状で、角柱の中心軸に沿った円筒状の中心孔を有した可動子２、可動子２の一対の相対する側面に貼り付けられた２個の永久磁石３、４、可動子２の中心孔に両側から挿入され、可動子２の端面が継鉄１１に当接するように一部可動子２に螺合された可動軸５、６を有している。可動子２、永久磁石３、４、可動軸５、６は、可動子２の軸方向に一体として直線運動可能である。可動子２は、磁性体からなる。
【００１２】
電磁操作機構１Ａは、さらに、可動子２の軸方向におおよそ可動子２の長さだけ離れ、可動子２の軸に対して同軸状に配置され、口の字状の断面を有する２個のコイル７、８、永久磁石３、４に隙間を配して対向し、コイル７、８の側面によって挟まれた磁極９、１０を有している。さらに、磁極９、１０から連続的に外側へと連なり、コイル７、８の外側面をそれぞれ覆い、可動子２の軸方向の端面に相対するように延びた継鉄１１を有している。可動子２の軸方向の端面に相対する継鉄１１の面に設けられた孔に、可動軸５、６を回転自在に支持する軸受１２が嵌入されている。これらにより、可動子２、永久磁石３、４、可動軸５、６が一体になって、磁極９、１０の永久磁石３、４と対向する面に沿って可動子２の軸方向に往復運動可能に継鉄１１に装着される。磁極９、１０と継鉄１１は、軟鉄板を積層して作製している。コイル７、８は、銅線を額縁状に巻線し、ハウジング１３内に収納されている。
【００１３】
電磁操作機構１Ａは、さらに、磁極９、１０の近傍でコイル７、８の外周面のそれぞれの近傍の継鉄１１に設けられた２個の磁束監視孔１４、１５、磁束監視孔１４、１５にそれぞれ挿入された磁束監視用素子１６、１７、磁束監視用素子１６、１７の出力が入力され、記録するとともに異常のとき警報する磁束監視機構１８Ａを有する。
【００１４】
磁束監視機構１８Ａは、検出した磁束密度があらかじめ下限値として設定する閾値より小さい、またはあらかじめ上限値として設定する閾値より大きいとき異常と判定する磁束異常判定手段１９、異常と判定されたとき警報を出す警報手段としての警報ランプ２０を有している。磁束異常判定手段１９は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路を有するマイクロコンピュータ、またはそれと同等の機能を有する装置によって構成されている。
【００１５】
電磁操作機構１Ａは、さらに、コイル７、８に電流を印加する駆動電源２１Ａを有する。なお、磁極９、１０の永久磁石３、４に対向する面に磁極９、１０と永久磁石３、４とが引っ掛かることを防止するために低摩擦係数を有した非磁性体のプレート２９が貼り付けられている。
【００１６】
図２（ａ）、図２（ｂ）に電磁操作機構を用いた電力用開閉装置の断面図を示す。図２（ａ）は、電力用開閉装置が開極している状態を示し、図２（ｂ）は、閉極している状態を示す。電力用開閉装置は、電磁操作機構１Ａの可動軸５に連結されたリンク部２２、リンク部２２と絶縁部２３を介して連結された真空バルブ２４の可動接点２５、可動接点２５に対向する固定接点２６を有している。可動接点２５は、開極状態（図２（ａ））、閉極状態（図２（ｂ））の間を移動して固定接点２６との間で電力を開閉する。
【００１７】
次に、図２（ａ）、図２（ｂ）、図３を参照して電磁操作機構１Ａの動作について説明する。なお、磁気回路は、可動子２の軸に対して対称に形成されている。
【００１８】
この電磁操作機構１Ａは、永久磁石３、４、可動子２および磁極９、１０を共通に含んだ２つの磁気回路Ｓ１と磁気回路Ｓ２とを有している。磁気回路Ｓ１において、永久磁石３、４、磁極９、１０、継鉄胴部１１ａ、継鉄下部１１ｂ、可動子２の一方の端面と継鉄１１との間の第１の隙間２７、可動子２が直列に接続されている。
【００１９】
また、磁気回路Ｓ２において、永久磁石３、４、磁極９、１０、継鉄胴部１１ａ、継鉄上部１１ｃ、可動子２の他方の端面と継鉄１１との間の第２の隙間２８、可動子２が直列に接続されている。
【００２０】
可動子２は、隙間２７側の継鉄１１とほぼ当接し、その結果、第１の隙間２７の長さが第２の隙間２８の長さに対して十分に小さくなることにより、第１の安定点に位置し、可動子２は、隙間２８側の継鉄とほぼ当接し、第２の隙間２８の長さが第１の隙間２７の長さに対して十分に小さくなることにより、第２の安定点に位置している。例えば、可動子２が継鉄下部１１ｂに近接したとき、第１の隙間２７の磁気抵抗は、第２の隙間２８の磁気抵抗より非常に小さいので、磁気回路Ｓ１の磁束Φ１は、磁気回路Ｓ２の磁束Φ２より大きい。そのため、第１の隙間２７に働く磁気吸引力は、第２の隙間２８に働く磁気吸引力より大きいので、磁気吸引力は可動子２を継鉄下部１１ｂ方向に加圧する。
逆に、可動子２が継鉄上部１１ｃに近接したとき、第２の隙間２８の磁気抵抗は、第１の隙間２７の磁気抵抗より非常に小さいので、磁気回路Ｓ２の磁束Φ２は、磁気回路Ｓ１の磁束Φ１より大きい。そのため、第２の隙間２８に働く磁気吸引力は、第１の隙間２７に働く磁気吸引力より大きいので、可動子２に働く磁気吸引力は可動子２を継鉄上部１１ｃ方向に加圧する。
図２（ｂ）に示すように、可動接点２５が固定接点２６に当接したとき、可動子２は、図３に示す継鉄上部１１ｃに当接していない。さらに、可動子２が継鉄上部１１ｃに近づくとリンク部２２を変形して、そのバネ力により可動接点２５を固定接点２６に加圧する。
【００２１】
次に、可動子２の移動について説明する。可動子２を第１の安定点から第２の安定点、または第２の安定点から第１の安定点に移行させるために、コイル７またはコイル８に電流を流し、保持状態にある可動子２と第１の隙間２７または第２の隙間２８の磁束と逆方向に磁束を発生させ保持力をキャンセルし、第２の隙間２８または第１の隙間２７との磁束を増加させて他の隙間との間の磁気吸引力より大きくなるようにする。例えば、図２の（ａ）に示すように、可動子２が第１の安定点に保持されているとき、永久磁石３、４による磁界と同一方向の磁界を磁気回路Ｓ２に発生するように、駆動電源２１Ａによりコイル７に電流を流す。その結果、第１の隙間２７の磁気吸引力がキャンセルされ、第２の隙間２８の磁気吸引力が大きくなるので、第２の隙間２８の磁気吸引力が主に可動子２に働き、可動子２は、対向する磁極９、１０の間を通過して、コイル７の角形の内周部内へ移動する。
このように可動子２は移動し、移動後の可動子２は第２の安定点で保持される。逆に、図２（ｂ）に示すように可動子２が第２の安定点に保持されているとき、永久磁石３、４による磁界と反対方向の磁界を磁気回路Ｓ２に発生するように、駆動電源２１Ａによりコイル７に電流を流す。そうすると、可動子２は、第1の安定点、即ち図２(a)に示す位置まで移動し、保持される。
【００２２】
このようにして、可動子２は２つの安定な位置間を往復し、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように可動子２は可動軸５を介して連結した真空バルブ２４内の可動接点２５を往復駆動し、電力を開閉する。
【００２３】
次に、可動子２の可動接点２５を固定接点２６に押さえ付ける接圧力は、電磁操作機構１Ａが第２の安定点に位置している際の磁束Φ２による磁気吸引力、即ち保持力と同値であり、磁気回路Ｓ２の磁束Φ２の量から規定される。電磁操作機構１Ａの等価磁気回路は第４図に示す並列回路で表され、永久磁石３、４の磁気抵抗および起磁力をそれぞれＲＰ、Ｈｌとし、隙間２８の磁気抵抗をＲＣ、隙間２７の磁気抵抗をＲＯとすると式（１）、式（２）が成り立つ。
【００２４】
【数１】
2006004902.tif 000003
【００２５】
永久磁石３、４の磁気抵抗ＲＰは、可動子２の位置にかかわらず一定であると仮定し、また永久磁石３、４と可動子２との間の空隙の磁気抵抗も含んでいると考える。
図２（ｂ）に示すように、可動接点２５が固定接点２６に当接されているとき、ＲＣ≪ＲＯとなり磁束Φ１はほとんど０であるので、式（３）が成り立つ。
【００２６】
【数２】
2006004902.tif 000004
【００２７】
隙間２８の磁気抵抗ＲＣは、可動子２の断面積Ｓ、真空の透磁率μ０、隙間２８の長さｄから、ＲＣ＝ｄ／μ０Ｓで定義されるので、磁束密度Ｂ2は、式（４）で表される。但し、ｋ＝ＲＰμ０Ｓである。
また、可動子２に発生する保持力Ｆは、式（５）の関係から、式（６）により求められる。
【００２８】
【数３】
2006004902.tif 000005
【００２９】
このようにして、隙間２７、２８の磁束密度を監視することにより接圧力の異常を検出できることになる。永久磁石３、４の起磁力が変化しない場合、図５に示す保持力の隙間長さ依存性と図６に示す隙間２８での磁束密度の隙間長さ依存性とから保持力が磁束密度から換算される。
【００３０】
例えば、可動接点２５と固定接点２６の間に電磁反発力とリンク部変形によるばね力との和が約５００（Ｎ）発生する場合、接圧力すなわち保持力が５００（Ｎ）以下のとき、可動接点２５が固定接点２６から離れる可能性がある。保持力を５００（Ｎ）以上に確保するためには、隙間長さを５（ｍｍ）以下に維持する必要がある。隙間長さが５（ｍｍ）以下のとき、図６から分かるように磁束密度が０．５（Ｔ）以上になる。磁束異常判定手段１９の閾値を０．５（Ｔ）にあらかじめ設定すれば、もし隙間長さが５ｍｍ以上になり、保持力が５００（Ｎ）以下になったとき、異常を警報手段としての警報ランプ２０によって発することができる。
以上のように、磁束監視用素子１６として例えばホール素子のような素子を磁束監視孔１４に挿入し、磁束密度を測定することにより磁束Φ２を常時監視することができ、所定の接圧力が発生しているか否かを監視することが可能である。
【００３１】
磁束密度があらかじめ設定した閾値より小さいとき、磁束異常判定手段１９は、永久磁石３、４の起磁力の低下または機構部の異常により第２の隙間２８での吸引力が小さくなっているとして、警報信号を発する。警報手段としての警報ランプ２０を点灯して異常の発生を知らせる。異常を知らされるので、電力用開閉装置を系統から離して補修を行う。
【００３２】
一方、開極状態では、磁束Φ１を形成する磁気回路Ｓ１中の磁束監視孔１５に挿入された磁束監視用素子１７を用いて同様に磁束Φ１を常時監視しておけば、開極状態における所定の保持力が発生しているか否かを監視することが可能である。また、未通電時でも、地震などによる誤投入を抑制し、信頼性を向上することができる。
【００３３】
このような電磁操作機構１Ａは、永久磁石３、４および機構部などの異常に起因する可動子２の異なる位置への誤移動を防止できる。
【００３４】
さらに、このような電磁操作機構１Ａを用いた電力用開閉装置は、通電時の接点の浮きを未然に感知し、開閉装置事故を防止できる。
【００３５】
また、未通電時でも、地震などによる誤投入を抑制し、信頼性を向上することができる。
【００３６】
また、これまで定期点検を行ってきた電磁操作機構１Ａの点検を、異常検知した時だけ行うことで足りるので、省メンテナンス化が可能である。そのため、保守費用の削減がはかれる。
【００３７】
また、投入側、開極側の両側の磁気回路の磁束が監視できる。
【００３８】
なお、実施の形態１において、第１の磁気回路Ｓ１と第２の磁気回路Ｓ２にそれぞれ１箇所磁束監視孔１４、１５が設けられた例について説明したが、図７に示すように、電磁操作機構１Ｂの第１の磁気回路Ｓ２の２箇所に磁束監視孔１４、３１を設けてもよい。そして、この磁束監視孔１４、３１にそれぞれ磁束監視用素子１６、３２が挿入される。このように１つの磁気回路の複数箇所に磁束監視用素子が設置されているので、１つの磁束監視用素子が故障したとき他方の磁束監視用素子が予備として対応することができる。また、複数の磁束監視用素子による監視から継鉄の破損などの局所的な故障原因を特定することができる。
また、実施の形態１において、２つの磁気回路にそれぞれ磁束監視用素子を備える例について説明したが、１つの磁気回路だけに磁束監視用素子を少なくとも１つ備えてもよい。
【００３９】
また、実施の形態１において、図８に示すように、電磁操作機構１Ｃの磁束監視孔３４、３５と磁束監視用素子３６、３７とを継鉄１１の外縁部に配置しても同様な効果が得られる。
【００４０】
また、図９に示す電磁操作機構において、文献（「Ａｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ  Ａｃｔｕａｔｅｄ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｒｅａｋｅｒ  Ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ  ｂｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  ｗｉｔｈ  Ｍｏｔｉｏｎ」電気学会論文誌Ｂ、ＶＯＬ．１２４、Ｎｏ．２、２００４）に記載されている通り、可動子２、可動軸５、６、継鉄１１、コイル７、８に加えて、鉄心４１と永久磁石４２とが紙面手前方向および奥行き方向へ磁気回路Ｓ３およびＳ４が形成されるように固着されている。また、図９に示すように、磁気飽和している鉄心４１に近接して磁束監視孔４３、４４を設けて、そこに磁束監視用素子を配置すると、この位置の磁束密度が監視でき、所定の接圧力が発生しているかを監視することが可能である。
【００４１】
また、実施の形態１において、永久磁石３、４は可動子２に貼り付けているが、図１０に示すように、電磁操作機構１Ｄの永久磁石３、４を磁極９、１０に固着しても同様な効果が得られる。
【００４２】
また、図１１に示す電磁操作機構１Ｅの永久磁石３、４を磁極９、１０に固着するとともに、磁束監視用素子４６、４７を可動子２の一方の端面が継鉄１１に当接する近傍に配置されると、可動子２と継鉄１１との間の漏れ磁束が監視でき、所定の保持力が発生しているか否かを監視することが可能である。すなわち、隙間２７、２８が大きくなると、可動子２と継鉄１１との間の磁束が磁束監視用素子４６、４７の位置まで漏れてくる。そして、隙間２８の長さｄと磁束監視用素子４６で計測される磁束密度Ｂ４６との関係は、上述の通り、漏れ磁束の検出となるので、式（１）と異なるプロファイルを示す。例えば、図１１の配置では、図１２に示すようなプロファイルとなり、ｆ（ｄ）を隙間２８の長さｄの関数とすると、隙間２８の長さｄと磁束密度Ｂ４６は、式（７）で表すことができる。
【００４３】
【数４】
2006004902.tif 000006
【００４４】
例えば、関数ｆ（ｄ）の単調増加の範囲において保持力を監視する場合、磁束密度Ｂ４６があらかじめ設定した閾値より大きい値となったとき、磁束異常判定手段１９により保持力劣化と判定でき、異常を警報手段としての警報ランプ２０によって発することができる。
なお、空間的にある程度の範囲で漏れ磁束が発生するので、磁束監視用素子４６、４７は、必ずしも継鉄１１に密接されていなくても可動子２と継鉄１１との間の漏れ磁束を監視できる。
【００４５】
実施の形態２．
図１３は、この発明の実施の形態２に係わる電磁操作機構の磁束監視機構の機能ブロック図である。
実施の形態２に係わる磁束監視機構１８Ｂは、実施の形態１に係わる磁束監視機構１８Ａに異常原因判定手段５１と算出記憶手段５２とが追加されていて、その他は実施の形態１と同様である。同様な部分は同じ符号を付記して説明は省略する。
【００４６】
算出記憶手段５２は、図１に示すような２つの磁束監視用素子１６、１７の磁束密度から隙間の長さｄ、起磁力Ｈｌを求め、求めた値を記憶する。
異常原因判定手段５１は、永久磁石３、４の起磁力が起磁力閾値より小さいときに経時劣化警報、可動子２の端面と継鉄１１のその端面に相対する面との間の隙間の長さが隙間閾値より大きいときに隙間異常警報を発する。
警報手段としての警報ランプ２０は、磁束異常警報、経時劣化警報および隙間異常警報を点灯する色を変えて表示する。例えば、磁束異常警報のときオレンジ、経時劣化警報のときレッド、隙間異常警報のときブルーになるように警報ランプ２０内に３色のＬＥＤが備えられている。
【００４７】
実施の形態２では、磁気回路の近傍の２箇所に磁束監視用素子を配置し、検出した２箇所の磁束密度から、永久磁石の起磁力の劣化および隙間の長さの変化を算出している。さらに、算出された永久磁石の起磁力が予め定められた起磁力閾値より小さいとき磁束異常の原因が起磁力劣化に起因し、算出された隙間の長さが予め定められた隙間閾値より大きいとき磁束異常の原因が隙間異常に起因すると判定している。
このように２箇所の磁束密度を検出することにより、永久磁石の劣化および隙間の長さの変化を算出するためには、継鉄の面に相対する可動子の端面の位置の変動に対する２箇所の磁束密度の変動の依存性が異なる位置で磁束密度を検出することが必要である。なぜならば、可動子が移動して磁束密度が変化したとき、２つの磁束密度の変動が同じ場合、永久磁石の劣化および隙間の長さの変化を算出することができない。依存性が異なる場合、例えば、可動子の位置が変動するとき、一方の磁束密度が減少し、他方の磁束密度が増加する場合、依存性が反対であるので、永久磁石の起磁力の劣化および隙間の長さの変化を算出することができる。さらに、２つの磁束密度が可動子の位置の変動に対して同じ傾向で増減するが、その増減の割合が異なっている場合、依存性が異なっているので、永久磁石の起磁力の劣化および隙間の長さの変化を算出することができる。
磁束監視用素子は、図１４に示す位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の４箇所のうちのいずれか２箇所に配置される。この位置Ｐ２、Ｐ３は第２および第１の磁気回路Ｓ２、Ｓ１上の最も磁束が集中し、磁束密度が大きい継鉄１１の位置である。一方、位置Ｐ１、Ｐ４は、可動子２のそれぞれの端面が当接する継鉄の部分を囲繞する空間を示す位置である。そして、電磁操作機構が第２の安定点に位置しているとき、選択された２箇所の組合せとして、Ｐ１とＰ２とからなる組合せ（ａ）、Ｐ１とＰ３とからなる組合せ（ｂ）、Ｐ１とＰ４とからなる組合せ（ｃ）、Ｐ２とＰ３とからなる組合せ（ｄ）、Ｐ２とＰ４とからなる組合せ（ｅ）、Ｐ３とＰ４とからなる組合せ（ｆ）の６通りの組合せがある。図示する第２の安定点またはその逆の第１の安定点において、隙間２７または２８の一方の隙間が大きく他方の隙間が極微小であるから、Ｐ１およびＰ４のいずれにおいても磁束密度はほぼゼロであり、実用上組合せ（ｃ）を選択することはない。従って、組合せ（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）を考慮すれば良いが、（ａ）と（ｆ）、（ｂ）と（ｅ）はその対称性から等価と考えて良いので、組合せ（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に２つの磁束監視用素子が配置されているときの動作を以下説明する。
【００４８】
まず、２つの磁束監視用素子が組合せ（ａ）の位置に配置されているときの電磁操作機構１Ｆの動作について図１５を参照して説明する。
図１５に示す電磁操作機構１Ｆは、位置Ｐ１に磁束監視用素子４６、位置Ｐ２の磁束監視孔３４の中に挿入された磁束監視用素子３６を有している。
磁束監視用素子３６の磁束密度Ｂ３６は、比例係数Ａ、可動子２の断面積Ｓ、真空の透磁率μ０、隙間２８の長さｄ、永久磁石の起磁力Ｈｌを用いて式（８）から求められる。なお、磁束監視用素子３６での磁束密度Ｂ３６は、磁束監視孔３４で検出される磁束密度が磁束Φ２うちの一部であるため比例係数Ａを用いて表される。
一方、磁束監視用素子４６の磁束密度Ｂ４６と隙間２８の長さｄとの関係は、図１２に示すプロファイルのうち、着目する領域を単調増加の領域に限定すると、図１６のように、一次関数でフィッティングすることができる。そして、フィッティング係数α、βを用いて式（９）のように表すことができる。フィッティングは、ある領域のプロファイルを関数により近似することであり、一次関数によりフィッティングするとき、フィッティング係数αが直線の傾き、フィッティング係数βが座標軸との切片を意味する。
そして、式（８）と式（９）とから、隙間の長さｄと磁束密度Ｂ４６、Ｂ３６の関係が式（１０）のように求められ、起磁力Ｈｌと磁束密度Ｂ４６、Ｂ３６の関係が式（１１）のように求められる。
【００４９】
【数５】
2006004902.tif 000007
【００５０】
このようにして磁束密度Ｂ４６、Ｂ３６から電磁操作機構１Ｆの隙間２８の長さｄと起磁力Ｈｌの状態を把握することが出来る。また、式（１０）と式（１１）とを式（６）に代入するとこの状態での接圧力Ｆが得られる。
従って、磁束監視用素子３６と磁束監視用素子４６との磁束密度を監視することにより、磁束密度の変化が隙間の長さの変化によるものか、または永久磁石の起磁力の劣化によるものなのかを判定することができ、通電時の接点の浮きを未然に感知し、遮断器事故を防止できるので、信頼性を向上することができる。
また、これまでの定期点検を異常検知した時の点検に替えることにより、省メンテナンス化することが可能となるので、保守費用の削減がはかれる。
【００５１】
次に、磁束監視用素子が組合せ（ｂ）の位置に配置されているときの電磁操作機構１Ｇの動作について説明する。
図１７に示す電磁操作機構１Ｇは、位置Ｐ１に磁束監視用素子４６、位置Ｐ３の磁束監視孔３５の中に挿入された磁束監視用素子３７を有している。
磁束監視用素子３７の磁束密度Ｂ３７は、比例係数Ａ’、可動子２の断面積Ｓ、真空の透磁率μ０、隙間２８の長さｄ、隙間２７の長さと隙間２８の長さとの和Ｌ、永久磁石の起磁力Ｈｌを用いて式（１２）から求めることができる。なお、磁束監視用素子３７の磁束密度Ｂ３７は、磁束監視孔３５で検出される磁束密度が磁気回路Ｓ１中の磁束Φ１うちの一部であるため比例係数Ａ’を用いて表される。
【００５２】
【数６】
2006004902.tif 000008
【００５３】
一方、磁束監視用素子４６の磁束密度Ｂ４６と隙間２８の長さｄとの関係は、式（９）のように表すことができる。
そして、組合せ（ａ）と同様に、式（９）と式（１２）とから、隙間の長さｄと磁束密度Ｂ４６、Ｂ３７の関係が式（１０）のように求められ、起磁力Ｈｌと磁束密度Ｂ４６、Ｂ３７の関係が式（１１）のように求められる。
このようにして磁束密度Ｂ４６、Ｂ３７から電磁操作機構１Ｇの隙間２８の長さｄと起磁力Ｈｌの状態を把握することが出来る。また、式（１０）と式（１１）とを式（６）に代入してこの状態での接圧力Ｆが得られる。
従って、磁束監視用素子３７と磁束監視用素子４６との磁束密度を監視することにより、磁束密度の変化が隙間の長さの変化によるものか、または永久磁石の起磁力の劣化によるものなのかを判定することができ、通電時の接点の浮きを未然に感知し、遮断器事故を防止できるので、信頼性を向上することができる。
また、これまでの定期点検を異常検知した時の点検に替えることにより、省メンテナンス化することが可能となるので、保守費用の削減がはかれる。
【００５４】
また、磁束監視用素子が組合せ（ｄ）の位置に配置されているときの電磁操作機構１Ｈの動作について説明する。
図１８に示す電磁操作機構１Ｈは、位置Ｐ２の磁束監視孔３４の中に挿入された磁束監視用素子３６、位置Ｐ２の磁束監視孔３５の中に挿入された磁束監視用素子３７を有している。
磁束監視用素子３６および３７の磁束密度Ｂ３６、Ｂ３７は、それぞれ、式（８）、式（１２）のように表すことができる。
そして、組合せ（ａ）と同様に、式（８）と式（１２）とから、隙間の長さｄと磁束密度Ｂ３６、Ｂ３７の関係が式（１０）のように求められ、起磁力Ｈｌと磁束密度Ｂ３６、Ｂ３７の関係が式（１１）のように求められる。
このようにして磁束密度Ｂ３６、Ｂ３７から電磁操作機構１Ｈの隙間２８の長さｄと起磁力Ｈｌの状態を把握することが出来る。また、式（１０）、式（１１）を式（６）に代入し、この状態での接圧力Ｆが得られる。
従って、磁束監視用素子３６と磁束監視用素子３７との磁束密度を監視することにより、磁束密度の変化が隙間の長さの変化によるものか、または永久磁石の起磁力の劣化によるものなのかを判定することができ、通電時の接点の浮きを未然に感知し、遮断器事故を防止できるので、信頼性を向上することができる。
また、これまでの定期点検を異常検知した時の点検に替えることにより、省メンテナンス化することが可能となるので、保守費用の削減がはかれる。
【００５５】
次に、１つの磁気回路上の継鉄に２つの磁束監視用素子が配置されている電磁操作機構の動作について説明する。
図１９に示す電磁操作機構１Ｉは、継鉄１１の磁気回路Ｓ２上に２つの磁束監視孔３４、５３が設けられ、その磁束監視孔３４、５３の中に磁束監視用素子３６、５４が挿入されている。そして、磁束監視用素子３６、５４は、磁束監視孔３４、５３の磁束密度Ｂ３６、Ｂ５４を検出する。
この磁束密度Ｂ３６、Ｂ５４は、ともに式（８）のように表すことができるが、継鉄１１の有する磁気特性から異なる比例係数Ａになる。そして、比例係数Ａが異なるので、式（８）において間隙２８の長さｄが変化したときと起磁力が劣化したときとの磁束密度の変化の様子が異なってくる。ゆえに、２つの式（８）から、隙間２８の長さｄと磁束密度Ｂ３６、Ｂ５４の関係が式（１０）のように求められ、起磁力Ｈｌと磁束密度Ｂ３６、Ｂ５４の関係が式（１１）のように求められる。また、式（１０）、式（１１）を式（６）に代入してこの状態での接圧力Ｆが得られる。
よって磁束監視用素子３６と磁束監視用素子５４との磁束密度を監視することにより、磁束密度の変化が隙間の長さの変化によるものか、または永久磁石の起磁力の劣化によるものなのかを判定することができ、通電時の接点の浮きを未然に感知し、遮断器事故を防止できるので、信頼性を向上することができる。
また、これまでの定期点検を異常検知した時に点検をするだけの省メンテナンス化することが可能となり、保守費用の削減がはかれる。
【００５６】
また、１つの磁気回路Ｓ２上の可動子２の端面が当接する継鉄１１の面を囲繞する空間に２つの磁束監視用素子が配置された電磁操作機構１Ｊの動作について説明する。
図２０に示す電磁操作機構１Ｊは、可動子２の一方の端面が当接する継鉄１１を囲繞する空間に２つの磁束監視用素子４６、５６が配置されている。そして、２つの磁束監視用素子４６、５６は、可動子２の中心軸から異なった距離に配置されている。
この磁束監視用素子４６、５６が検出する磁束密度Ｂ４６、Ｂ５６は、ともに式（９）のように表すことができるが、異なる空間に漏れてくる磁束と隙間２８の長さｄとの関係を表すプロファイルが異なり、フィッティングを行うとフィッティング係数αが異なってくる。このようにフィッティング係数αが異なるので、式（９）において間隙２８の長さｄが変化したときと起磁力が劣化したときとの磁束密度の変化が異なる。そして、２つの式（９）から、隙間２８の長さｄと磁束密度Ｂ４６、Ｂ５６の関係が式（１０）のように求められ、起磁力Ｈｌと磁束密度Ｂ４６、Ｂ５６の関係が式（１１）のように求められる。
このようにして磁束密度Ｂ４６、Ｂ５６から電磁操作機構１Ｊの隙間２８の長さｄと起磁力Ｈｌの状態を把握することが出来る。また、式（１０）、式（１１）を式（６）に代入してこの状態での接圧力Ｆが得られる。
よって磁束監視用素子４６と磁束監視用素子５６との磁束密度を監視することにより、磁束密度の変化が隙間の長さの変化によるものか、または永久磁石の起磁力の劣化によるものなのかを判定することができ、通電時の接点の浮きを未然に感知し、遮断器事故を防止できるので、信頼性を向上することができる。
また、これまでの定期点検を異常検知した時に点検をするだけの省メンテナンス化することが可能となり、保守費用の削減がはかれる。
【００５７】
磁束監視用素子の配置は、それぞれの場合において代表的な位置である。この位置に限定されるものではなく、例えば、図１８の磁束監視孔と磁束監視用素子について、磁束監視孔３４と磁束監視用素子３６、磁束監視孔３５と磁束監視用素子３７がそれぞれ、図１の磁束監視孔１５と磁束監視用素子１７、磁束監視孔１４と磁束監視用素子１６であっても同様な効果が得られる。
【００５８】
次に、予め求められた磁束密度と隙間の長さの変化および起磁力の変化との関係をマップ上に表し、そのマップ上の検出した磁束密度から求まる点に対応する隙間の長さおよび起磁力を求め、磁束密度の変化が隙間の長さの変化によるものか、または永久磁石の起磁力の劣化によるものなのかを判定する判定方法について説明する。図１５のように配置された磁束監視用素子３６と磁束監視用素子４６を例に挙げて説明する。
上述したように、磁束密度Ｂ３６、Ｂ４６と隙間２８の長さｄとの間には式（１０）の関係、磁束密度Ｂ３６、Ｂ４６と接圧力Ｈｌとの間には式（１１）の関係があるので、予め隙間２８の長さｄを可変して磁束密度Ｂ３６、Ｂ４６と接圧力Ｆとを計測する。さらに、永久磁石の起磁力Ｈｌを可変して磁束密度Ｂ３６、Ｂ４６と接圧力Ｆとを計測する。
【００５９】
図２１は、このようにして計測した値はプロットされたマップである。図２１は、永久磁石３、４の定格の起磁力を一定に保って、可動子２の一方の端面と継鉄１１との隙間２８の長さを０ｃｍから０．１ｃｍ刻みに０．５ｃｍまで変化したときの、磁束監視用素子４６と磁束監視用素子３６との磁束密度Ｂ４６、Ｂ３６をプロットしたマップである。（太い実線で示す。）さらに、図２１は、永久磁石３、４の定格の起磁力から１０％、２０％減少した起磁力を一定に保って、可動子２の一方の端面と継鉄１１との隙間２８の長さを０ｃｍから０．１ｃｍ刻みに０．５ｃｍまで変化したときの、磁束監視用素子４６と磁束監視用素子３６の磁束密度Ｂ４６、Ｂ３６がプロットされている。（１０％が太い点線、２０％が太い一点鎖線で表す。）さらに、このように磁束密度が変化したときの接圧力Ｆを測定し、接圧力Ｆを等高線として図２１のようにプロットしている。（細い点線で示す。）このマップが算出記憶手段５２に記憶されている。
【００６０】
そして、異常原因判定手段５１は、磁束監視用素子３６、４６により検出された磁束密度Ｂ３６、Ｂ４６をこのマップ上にプロットしてどこに位置しているかを判断する。この位置が接圧力Ｆの予め定めた閾値（２２００Ｎ）を示す太い点線より左上側にある場合、接圧力が低くなっていると判定し、磁束異常警報を警報ランプ２０に送る。
さらに、例えば、図２１にプロットされたように四角点Ａが細い実線上にある場合、その原因が間隙の長さが大きくなったことに起因すると判定し、隙間異常警報を警報ランプ２０に送る。また、四角点Ｂが隙間０ｃｍの等高線上にある場合、その原因が永久磁石の起磁力が劣化したことに起因すると判定し、経時劣化警報を警報ランプ２０に送る。さらに、四角点Ｃが細い実線と太い点線からも離れているとき、間隙の長さの変化と起磁力の劣化がともに原因となっていると判定し、隙間異常警報と経時劣化警報を警報ランプ２０に送る。
【００６１】
そして、警報ランプ２０は、磁束異常警報を受信したときオレンジ、経時劣化警報を受信したときレッド、隙間異常警報を受信したときブルーになるように点灯して警報する。
なお、磁束監視用素子が他の組合せ（ｂ）や（ｄ）の位置に配置されている場合や図１９、図２０に示すように２つの磁束監視用素子が配置されていても、同様なマップの作図が可能であり、同様な異常原因判定ができる。また、測定によるマップ作成だけでなく、有限要素法などによる数値解析から同様なマップを作成してもよい。
【００６２】
次に、磁束監視用素子として温度補償機能を持たないホール素子が、組合せ（ａ）の位置に配置されている場合の電磁操作機構の動作について説明する。
異常原因判定手段５１は、２つの検出した磁束密度に基づき、永久磁石の劣化および隙間の長さｄの変化の算出に加え、電磁操作機構の温度上昇値を算出し、その温度上昇値があらかじめ設定する上昇幅閾値より大きいとき温度上昇警報を発する。
また、警報ランプ２０は、４色のＬＥＤが備えられ、温度上昇警報が発せられたときイエロが発光する。
また、温度補償機能を持たないホール素子による磁束密度監視の場合、ホール素子出力の温度依存性を示す温度係数をＫ１、温度上昇をΔＴとすると、図１５の磁束監視用素子４６、３６からの出力電圧Ｖ４６、Ｖ３６は通常の使用条件下では式（１３）、式（１４）の様になる。また、永久磁石の起磁力劣化は温度上昇による劣化が主な原因であり、温度係数をＫ２とし、温度上昇をΔＴとすると、起磁力Ｈｌ’は式（１５）の様になる。
先に示した式（８）と式（９）の比を求めると起磁力Ｈｌ’が消去でき、式（１３）と式（１４）の比を求めると温度上昇ΔＴが消去できるので、隙間の長さｄと出力電圧Ｖ４６、Ｖ３６の関係が、関数ｈを用いて式（１６）のように得られる。
また、式（８）、式（９）、式（１４）、式（１５）、式（１６）から温度上昇ΔＴが式（１７）のように得られる。ここでの記載は、起磁力の劣化は温度上昇による劣化のみが発生している場合に限る。温度上昇以外の原因で起磁力劣化が発生している場合は、これらの式の関係が得られないことになる。そのため、これらの式で得られる諸量が所定の誤差範囲にないときは、温度上昇以外の原因も含めて起磁力劣化が起こっていると判断し、単に起磁力劣化が発生していることを警報出力しておく。
【００６３】
【数７】
2006004902.tif 000009
【００６４】
そして、ホール素子出力電圧Ｖ４６、Ｖ３６から電磁操作機構の隙間長さｄ、電磁操作機構の温度上昇ΔＴ、および磁束密度Ｂ４６、Ｂ３６と永久磁石の起磁力Ｈｌの状態が把握出来る。そして式（６）式から、この状態での接圧力Ｆが得られる。
このように、磁束監視用素子４６と磁束監視用素子３６との出力電圧を監視することにより、磁束変化が隙間の長さの変化によるものなのか、永久磁石の起磁力が劣化したためなのか、または電磁操作機構の温度上昇によるものなのかを判定することができ、通電時の接点の浮きを未然に感知し、遮断器事故を防止できるので、信頼性を向上することができる。
また、これまでの定期点検を異常検知した時の点検に替えることにより省メンテナンス化が可能となるので、保守費用の削減がはかれる。
【００６５】
実施の形態３．
図２２は、この発明の実施の形態３に係わる電磁操作機構の駆動電源のブロック図である。図２２の駆動電源２１Ｂは、図１の駆動電源２１Ａに断線検出手段を備えたことが異なっていて、その他は同様である。同様な部分の説明は省略する。
【００６６】
図２２に示すように駆動電源２１Ｂは、可動子２を移動させるとき、大きな電流をコイル７、８に通電する電流源に加えて、常時コイル７、８に微弱電流を通電する直流源５７と、微弱電流を通電しているとき、コイル７、８の端子電圧を検出し、異常電圧を検出したときコイル断線信号を発生する電圧検出部５８とを有している。断線検出手段は、直流源５７と電圧検出部５８とから構成されている。
なお、電圧検出部５８を各コイル７、８にそれぞれ設けても良いし、スイッチを切り替えることにより１つの電圧検出部５８でコイル７、８の端子電圧を検出してもよい。
【００６７】
コイル７、８に常時微弱電流を通電しているので、コイル７、８に断線が発生するとコイル７、８の端子間に異常電圧が発生する。この異常電圧をあらかじめ設定した電圧と比較してコイル７、８に断線が発生していると判断することができる。
【００６８】
このように動作時以外にも異常電圧を監視しておくことにより、コイルの断線を監視することが可能となり、電磁操作機構の信頼性を向上することができる。
また、これまで定期点検を行ってきた電磁操作機構の点検を、異常検知した時だけ行うことで足りるので、省メンテナンス化が可能である。そのため、保守費用の削減がはかれる。
なお、断線検出手段は、駆動電源２１Ｂに含めずに独立して設けてもよい。
【００６９】
実施の形態４．
図２３は、この発明の実施の形態４に係わる電磁操作機構の磁束監視機構のブロック図である。図２３の磁束監視機構１８Ｃは、図１の磁束監視機構１８Ａにさらに磁束密度の時間変化を計測する手段を有していることが異なっており、その他は同様である。同様な部分の説明は省略する。
【００７０】
図２３に示すように磁束監視機構１８Ｃは、磁束監視用素子１６、１７の出力から磁束密度の時間変化率を算出する磁束変化率算出手段６１と、算出された磁束密度の時間変化率から可動子２の移動速度を算出する可動子移動速度算出手段６２と、移動速度を記憶するとともに図示しない表示部に表示するかどうかを判定し、その結果を表示部に表示指令信号として送る判定手段６３とを有している。磁束変化率算出手段６１と可動子移動速度算出手段６２と判定手段６３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路を有するマイクロコンピュータ、またはそれと同等の機能を有する装置によって構成されている。
【００７１】
磁束変化率算出手段６１は、可動子２の駆動中の駆動速度を常時把握するために、磁束監視用素子１６、１７としてのホール素子の磁束密度に比例した電圧の時間変化率ΔΦを求める。この電圧の時間変化率ΔΦは、可動子２の継鉄との隙間２７、２８の長さの変化率、すなわち、可動子２の速度を表している。安全に遮断するために、ある一定以上の動作速度が必要であるため、磁束密度の変化率が所定の値より小さいとき表示部に表示して警告することができる。
【００７２】
このような電磁操作機構は、磁束監視機構１８Ｃを用いることにより動作速度を監視でき、装置の信頼性を向上することができる。
【００７３】
また、これまでの定期点検を異常検知した時に点検をするだけの省メンテナンス化が可能となり、保守費用の削減がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる電磁操作機構のブロック図である。
【図２】図１の電磁操作機構が備えられた電力用開閉装置の断面図である。
【図３】実施の形態１に係わる電磁操作機構の断面図である。
【図４】実施の形態１に係わる電磁操作機構の等価磁気回路図である。
【図５】図１の電磁操作機構の可動子に働く保持力と隙間長さとの関係を示すグラフである。
【図６】図１の電磁操作機構の可動子に流れる磁束密度と隙間長さとの関係を示すグラフである。
【図７】実施の形態１に係わる電磁操作機構の他の実施態様を示す断面図である。
【図８】実施の形態１に係わる電磁操作機構の他の実施態様を示す断面図である。
【図９】実施の形態１に係わる電磁操作機構の他の実施態様を示す分解斜視図である。
【図１０】実施の形態１に係わる電磁操作機構の他の実施態様を示す断面図である。
【図１１】実施の形態１に係わる電磁操作機構の他の実施態様を示す断面図である。
【図１２】可動子の一方の端面が当接する継鉄の部分を囲繞する空間に配置された磁束監視用素子により検出された磁束密度と隙間の長さとの関係を表すプロファイルである。
【図１３】この発明の実施の形態２に係わる電磁操作機構の磁束監視機構のブロック図である。
【図１４】実施の形態２において磁束監視用素子が配置される位置を示す電磁操作機構の断面図である。
【図１５】組合せ（ａ）の位置に磁束監視用素子が配置された電磁操作機構の断面図である。
【図１６】図１２のプロファイルの一部を直線近似することを説明する図である。
【図１７】組合せ（ｂ）の位置に磁束監視用素子が配置された電磁操作機構の断面図である。
【図１８】組合せ（ｄ）の位置に磁束監視用素子が配置された電磁操作機構の断面図である。
【図１９】１つの磁気回路上の継鉄に２つの磁束監視用素子が配置された電磁操作機構の断面図である。
【図２０】１つの磁気回路上の空間に２つの磁束監視用素子が配置された電磁操作機構の断面図である。
【図２１】２箇所の磁束密度と接圧力の関係をプロットしたマップである。
【図２２】この発明の実施の形態３に係わる電磁操作機構の駆動電源のブロック図である。
【図２３】この発明の実施の形態４に係わる電磁操作機構の磁束監視機構のブロック図である。
【符号の説明】
【００７５】
１Ａ〜１Ｊ  電磁操作機構、２  可動子、３、４、４２  永久磁石、５、６  可動軸、７、８  コイル、９、１０  磁極、１１  継鉄、１２  軸受、１３  ハウジング、１４、１５、３１、３４、３５、４３、４４、５３  磁束監視孔、１６、１７、３２、３６、３７、４６、４７、５４、５６  磁束監視用素子、１８Ａ〜１８Ｃ  磁束監視機構、１９  磁束異常判定手段、２０  警報ランプ、２１Ａ、２１Ｂ  駆動電源、２２  リンク部、２３  絶縁部、２４  真空バルブ、２５  可動接点、２６  固定接点、２７、２８  隙間、２９  プレート、４１  鉄心、５１  異常原因判定手段、５２  算出記憶手段、５７  直流源、５８  電圧検出部、６１  磁束変化率算出手段、６２  可動子移動速度算出手段、６３  判定手段。
【図１】
2006004902.tif 000010
【図２】
2006004902.tif 000011
【図３】
2006004902.tif 000012
【図４】
2006004902.tif 000013
【図５】
2006004902.tif 000014
【図６】
2006004902.tif 000015
【図７】
2006004902.tif 000016
【図８】
2006004902.tif 000017
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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